CN105157582B - 一种高精度的试样尺寸测量系统 - Google Patents

Abstract

一种高精度的厚板试样尺寸测量系统，包括由上到下依次安装的试样对中位移机构、连接机构、试样测量机构、试样夹持机构以及试样测量驱动机构；试样对中位移机构包括：传动板、旋转销、中光轴、短光轴和长光轴，中光轴的末端与试样夹持机构连接并紧固，中光轴的中段与试样夹持机构连接，中光轴的上端与连接机构连接，连接机构固定在试样测量机构上，中光轴的顶端通过旋转销与传动板连接；短光轴的末端通过连接机构与试样测量机构固定，短光轴的上端通过旋转销与传动板连接；长光轴在中段与试样夹持机构连接并紧固，在下端和上端分别与试样夹持机构和试样测量机构连接，长光轴的顶端通过旋转销与传动板连接；短光轴位于中光轴和长光轴的间距中心。

Description

一种高精度的试样尺寸测量系统

技术领域

本发明涉及一种试样尺寸测量系统，特别涉及一种高精度的厚板试样尺寸测量系统。

背景技术

目前，对于大批量热轧中厚板金属试样的力学性能测试，钢厂大多采用全自动试验机进行材料的力学性能检测。这就需要用到试样尺寸的自动测量系统，且该测量系统不仅要求测量精度要高，而且还要能适应较广范围的不同厚度和宽度的试样，以有效保证全自动试验的连续进行。然而，适应范围广、稳定及可靠性较高的厚板试样尺寸测量系统还未见有所报道。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：因为中厚板试样的厚度范围较广，大致范围为6～60mm左右，为保证测量数据的精确性和一致性，主要解决的问题是试样的尺寸只要是在测量装置的测量范围之内，光栅尺所测试的试样的位置，必须保证位于试样的中心线上，即无论多厚的试样，测试的位置始终位于厚度方向的中心线，以得到精确而稳定的试样宽度尺寸。为此，提供一种高精度的厚板试样尺寸测量系统。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种高精度的厚板试样尺寸测量系统，包括由上到下依次安装的试样对中位移机构、连接机构、试样测量机构、试样夹持机构以及试样测量驱动机构，其中试样测量驱动机构安装于底板的上方；

所述试样对中位移机构为连杆机构，包括：传动板、3个旋转销、中光轴、短光轴和长光轴，所述中光轴、短光轴和长光轴分别通过3个旋转销连接传动板；所述中光轴的末端与试样夹持机构通过螺钉抱紧的方式连接并紧固，中光轴的中段与试样夹持机构连接，中光轴的上端与连接机构连接，连接机构通过螺钉固定在试样测量机构上，中光轴的顶端通过旋转销与传动板连接；所述短光轴的末端通过连接机构与试样测量机构固定，短光轴的上端通过旋转销与传动板连接；所述长光轴在中段部分与试样夹持机构通过螺钉抱死的方式连接并紧固，在下端和上端分别与试样夹持机构和试样测量机构连接，长光轴的顶端通过旋转销与传动板连接；所述短光轴位于中光轴和长光轴的间距中心。

作为优化，所述连接机构包括T型连接件和L型连接件；

所述试样测量机构包括：横向光栅尺、纵向光栅尺和立板，所述横向光栅尺和纵向光栅尺通过连接件与所述立板连接，所述横向光栅尺和纵向光栅尺均为一套两件；

所述试样夹持机构包括：上夹板和下夹板，所述下夹板与底板通过立柱连接并固定；

所述试样测量驱动机构包括：气缸和活塞杆，所述气缸的缸筒与下夹板连接，活塞杆与上夹板连接；

所述中光轴的末端与下夹板通过螺钉抱紧的方式连接并紧固，中光轴的中段通过直线轴承与上夹板连接，中光轴的上端通过直线轴承与L型连接件连接，L型连接件通过螺钉固定在立板上，中光轴的顶端通过旋转销与传动板连接；所述短光轴的末端通过直线轴承与T型连接件连接，T型连接件通过螺钉与立板固定，短光轴的上端通过旋转销与传动板连接；所述长光轴在中段部分与上夹板通过螺钉抱死的方式连接并紧固，长光轴的下端通过直线轴承与下夹板连接，长光轴的上端通过直线轴承与L型连接件连接，L型连接件通过螺钉固定在立板上，长光轴的顶端通过旋转销与传动板连接；所述短光轴位于中光轴和长光轴的间距中心。

作为优化，所述传动板在短光轴的上端通过旋转销与传动板连接处加工有横向滑动槽；

所述传动板在长光轴的顶端通过旋转销与传动板连接处也加工有横向滑动槽。

作为优化，所述上夹板和下夹板之间留有预设间距，且上夹板可上下活动以夹紧试样。

作为优化，安装于立板上的横向光栅尺位于上夹板和下夹板的间距中心线上。

作为优化，所述立板的下行距离等于上夹板下行距离的一半。

本发明的有益效果是：

本发明，设计科学，便于加工和安装，使用很方便，可适应针对6～60mm的中厚板试样尺寸的全自动测量，测试的位置始终位于厚度方向的中心线，测量精度均可控制在0.004mm以下，具备可靠、稳定的测量精度，有效保证了全自动试样的连续进行。具有较好的实际应用价值和推广价值。

附图说明

下面结合附图对一种高精度的厚板试样尺寸测量系统作进一步说明：

图1是一种高精度的厚板试样尺寸测量系统的主视结构示意图；

图2是一种高精度的厚板试样尺寸测量系统的左视结构示意图；

图3是一种高精度的厚板试样尺寸测量系统的右视结构示意图；

图4是一种高精度的厚板试样尺寸测量系统的俯视结构示意图；

图5是一种高精度的厚板试样尺寸测量系统的轴侧结构示意图。

图中：1为传动板1、2为旋转销、3为中光轴、4为短光轴、5为长光轴、6为横向滑动槽、7为T型连接件、8为L型连接件、9为立板、10为直线轴承、11为横向光栅尺、12为纵向光栅尺、13为连接件、14为上夹板、15为下夹板、16为立柱、17为气缸、18为活塞杆、19为底板、20为试样。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。

如图1-图5所示，一种高精度的厚板试样尺寸测量系统，包括由上到下依次安装的试样对中位移机构、连接机构、试样测量机构、试样夹持机构以及试样测量驱动机构，其中试样测量驱动机构安装于底板19的上方；

所述试样对中位移机构为连杆机构，包括：传动板1、3个旋转销2、中光轴3、短光轴4和长光轴5，所述中光轴3、短光轴4和长光轴5分别通过3个旋转销2连接传动板1；所述中光轴3的末端与试样夹持机构通过螺钉抱紧的方式连接并紧固，中光轴3的中段与试样夹持机构连接，中光轴3的上端与连接机构连接，连接机构通过螺钉固定在试样测量机构上，中光轴3的顶端通过旋转销2与传动板1连接；所述短光轴4的末端通过连接机构与试样测量机构固定，短光轴4的上端通过旋转销2与传动板1连接；所述长光轴5在中段部分与试样夹持机构通过螺钉抱死的方式连接并紧固，在下端和上端分别与试样夹持机构和试样测量机构连接，长光轴5的顶端通过旋转销2与传动板1连接；所述短光轴4位于中光轴3和长光轴5的间距中心。

如此设计，通过采用上述连杆机构作为试样对中位移机构，且与其他机构相互配合，可实现无论多厚的试样，测试的位置始终位于厚度方向的中心线上，从而得到精确而稳定的试样宽度尺寸。

具体的，所述连接机构包括T型连接件7和L型连接件8；

所述试样测量机构包括：横向光栅尺11、纵向光栅尺12和立板9，所述横向光栅尺11和纵向光栅尺12通过连接件13与所述立板9连接，所述横向光栅尺11和纵向光栅尺12均为一套两件；

所述试样夹持机构包括：上夹板14和下夹板15，所述下夹板15与底板19通过立柱16连接并固定；

所述试样测量驱动机构包括：气缸17和活塞杆18，所述气缸17的缸筒与下夹板15连接，活塞杆18与上夹板14连接；

所述中光轴3的末端与下夹板15通过螺钉抱紧的方式连接并紧固，中光轴3的中段通过直线轴承10与上夹板14连接，中光轴3的上端通过直线轴承10与L型连接件8连接，L型连接件8通过螺钉固定在立板9上，中光轴3的顶端通过旋转销2与传动板1连接；所述短光轴4的末端通过直线轴承10与T型连接件7连接，T型连接件7通过螺钉与立板9固定，短光轴4的上端通过旋转销2与传动板1连接；所述长光轴5在中段部分与上夹板14通过螺钉抱死的方式连接并紧固，长光轴5的下端通过直线轴承10与下夹板15连接，长光轴5的上端通过直线轴承10与L型连接件8连接，L型连接件8通过螺钉固定在立板9上，长光轴5的顶端通过旋转销2与传动板1连接；所述短光轴4位于中光轴3和长光轴5的间距中心。

如此设计，便于加工和安装，且各机构连接紧凑，使用效果最佳。

具体的，所述传动板1在短光轴4的上端通过旋转销2与传动板1连接处加工有横向滑动槽6；所述传动板1在长光轴5的顶端通过旋转销2与传动板1连接处也加工有横向滑动槽6。如此设计，可保证上述高精度的厚板试样尺寸测量系统平稳运行，且测试进度稳定、可靠，防止试样对中位移机构动作时，旋转销卡死。

具体的，所述上夹板14和下夹板15之间留有预设间距，且上夹板14可上下活动以夹紧试样20。如此设计，可确保上述测量系统能适应一定厚度的试样。

具体的，安装于立板9上的横向光栅尺11位于上夹板14和下夹板15的间距中心线上。如此设计，可确保横向光栅尺始终位于上下夹板的间距中心线上，可确保测试得到更精确的试样宽度尺寸。

具体的，所述立板9的下行距离等于上夹板14下行距离的一半。如此设计，可确保横向光栅尺在上夹板夹持住试样时，位于试样厚度方向的中心面上。

工作原理：

没有试样时，机构的状态是气缸的活塞杆是伸出状态，此时上下夹板全部打开。当机器人将试样送到图5所示位置时，气源驱动气缸的活塞杆下行，此时带动上夹板下行，因为上夹板与长光轴紧固连接，因此长光轴也下行，从而带动传动板沿中光轴处的旋转销旋转，在旋转过程中短光轴也被带动下行，从而带动立板下行，纵向光栅尺和横向光栅尺也下行。等到上夹板与试样的上表面接触后，此时试样被夹紧，机构的动作停止。因为短光轴与中光轴的轴距是长光轴与中光轴轴距的一半，因此在动作过程中，短光轴的下行距离始终是长光轴下行距离的一半。这就保证了横向光栅尺始终位于上下夹板的间距中心线上，即试样的厚度中心线上。

本发明，设计科学，便于加工和安装，使用很方便，可适应针对6～60mm的中厚板试样尺寸的全自动测量，测试的位置始终位于厚度方向的中心线，测量精度均可控制在0.004mm以下，具备可靠、稳定的测量精度，有效保证了全自动试样的连续进行。

上述具体实施方式仅是本发明的具体个案，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施方式。但是凡是未脱离本发明技术原理的前提下，依据本发明的技术实质对以上实施方式所作的任何简单修改、等同变化与改型，皆应落入本发明的专利保护范围。

Claims (5)

1.一种高精度的厚板试样尺寸测量系统，其特征在于：包括由上到下依次安装的试样对中位移机构、连接机构、试样测量机构、试样夹持机构以及试样测量驱动机构，其中试样测量驱动机构安装于底板的上方；

所述试样对中位移机构为连杆机构，包括：传动板、3个旋转销、中光轴、短光轴和长光轴，所述中光轴、短光轴和长光轴分别通过3个旋转销连接传动板；所述中光轴的末端与试样夹持机构通过螺钉抱紧的方式连接并紧固，中光轴的中段与试样夹持机构连接，中光轴的上端与连接机构连接，连接机构通过螺钉固定在试样测量机构上，中光轴的顶端通过旋转销与传动板连接；所述短光轴的末端通过连接机构与试样测量机构固定，短光轴的上端通过旋转销与传动板连接；所述长光轴在中段部分与试样夹持机构通过螺钉抱死的方式连接并紧固，在下端和上端分别与试样夹持机构和试样测量机构连接，长光轴的顶端通过旋转销与传动板连接；所述短光轴位于中光轴和长光轴的间距中心；

所述连接机构包括T型连接件和L型连接件；

所述试样测量机构包括：横向光栅尺、纵向光栅尺和立板，所述横向光栅尺和纵向光栅尺通过连接件与所述立板连接，所述横向光栅尺和纵向光栅尺均为一套两件；

所述试样夹持机构包括：上夹板和下夹板，所述下夹板与底板通过立柱连接并固定；

所述试样测量驱动机构包括：气缸和活塞杆，所述气缸的缸筒与下夹板连接，活塞杆与上夹板连接；

所述中光轴的末端与下夹板通过螺钉抱紧的方式连接并紧固，中光轴的中段通过直线轴承与上夹板连接，中光轴的上端通过直线轴承与L型连接件连接，L型连接件通过螺钉固定在立板上，中光轴的顶端通过旋转销与传动板连接；所述短光轴的末端通过直线轴承与T型连接件连接，T型连接件通过螺钉与立板固定，短光轴的上端通过旋转销与传动板连接；所述长光轴在中段部分与上夹板通过螺钉抱死的方式连接并紧固，长光轴的下端通过直线轴承与下夹板连接，长光轴的上端通过直线轴承与L型连接件连接，L型连接件通过螺钉固定在立板上，长光轴的顶端通过旋转销与传动板连接；所述短光轴位于中光轴和长光轴的间距中心。

2.如权利要求1所述的一种高精度的厚板试样尺寸测量系统，其特征在于：所述传动板在短光轴的上端通过旋转销与传动板连接处加工有横向滑动槽；

所述传动板在长光轴的顶端通过旋转销与传动板连接处也加工有横向滑动槽。

3.如权利要求2所述的一种高精度的厚板试样尺寸测量系统，其特征在于：所述上夹板和下夹板之间留有预设间距，且上夹板可上下活动以夹紧试样。

4.如权利要求3所述的一种高精度的厚板试样尺寸测量系统，其特征在于：安装于立板上的横向光栅尺位于上夹板和下夹板的间距中心线上。

5.如权利要求4所述的一种高精度的厚板试样尺寸测量系统，其特征在于：所述立板的下行距离等于上夹板下行距离的一半。